Characterization of intracellular calcium mobilization induced by remimazolam, a newly approved intravenous anesthetic
FEB 1, 2022
openaccess.oajour.info/2022/02/01/...-intravenous-anesthetic/
Zusammenfassung
Viele Anästhetika, darunter auch Propofol, induzieren Berichten zufolge eine Erhöhung des intrazellulären Kalziums, und wir waren daran interessiert, den möglichen Beitrag der Kalziumerhöhung zum Wirkmechanismus des neu zugelassenen Remimazolam zu untersuchen. Remimazolam ist ein intravenöses Anästhetikum, das im Juli 2020 in Japan erstmals zugelassen wurde. Es wird angenommen, dass es seine anästhetische Wirkung über γ-Aminobuttersäure-A-Rezeptoren (GABAA-Rezeptoren) entfaltet; der genaue Mechanismus, wie Remimazolam den intrazellulären Kalziumspiegel erhöht, bleibt jedoch unklar. Wir untersuchten die Remimazolam-induzierte Erhöhung des intrazellulären Kalziumspiegels mit SHSY-5Y-Neuroblastomzellen, COS-7-Zellen, HEK293-Zellen, HeLa-Zellen und menschlichen Nabelvenenendothelzellen (HUVECs), die mit Fluoreszenzfarbstoffen für die Live-Bildgebung beladen waren. Wir bestätigten, dass hohe Konzentrationen von Remimazolam (mehr als 300 μM) das intrazelluläre Kalzium in den getesteten Zellen dosisabhängig erhöhen. Dieses Phänomen wurde durch die Eliminierung von extrazellulärem Kalzium nicht beeinflusst. Die Kalziumerhöhung wurde aufgehoben, wenn intrazelluläres oder im endoplasmatischen Retikulum (ER) befindliches Kalzium durch BAPTA-AM bzw. Thapsigargin abgereichert wurde, was darauf schließen lässt, dass Kalzium aus dem ER mobilisiert wurde. Inhibitoren von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCRs) -vermittelte Signale, einschließlich U-73122, ein Phospholipase C (PLC)-Inhibitor und Xestospongin C, ein Inositol 1,4,5-Triphosphat-Rezeptor (IP3R)-Antagonist, unterdrückten signifikant die Remimazolam-induzierte Kalziumerhöhung, während Dantrolen, ein Ryanodin-Rezeptor-Antagonist, die Remimazolam-induzierte Kalziumerhöhung nicht beeinflusste. Die Live-Bildgebung des ER während der Remimazolam-Stimulation mit dem ER-Tracker zeigte keine morphologischen Veränderungen. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass hohe Remimazolam-Dosen die intrazelluläre Kalziumkonzentration in jeder getesteten Zelle dosisabhängig ansteigen ließen, was vermutlich auf eine Kalziummobilisierung aus dem ER zurückzuführen ist. Darüber hinaus ergaben unsere Untersuchungen mit verschiedenen Inhibitoren, dass dieser Kalziumanstieg möglicherweise durch den GPCRs-IP3-Signalweg vermittelt wird. Es sind jedoch weitere Studien erforderlich, um festzustellen, welche Art von GPCRs beteiligt ist.
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1. Einleitung
Remimazolam ist ein Medikament zur Einleitung und Aufrechterhaltung einer Allgemeinanästhesie wie Propofol. Remimazolam gehört zur gleichen pharmakologischen Klasse wie das bereits existierende Midazolam (Kategorie Benzodiazepine) und wurde im Juli 2020 in Japan für die medizinische Anwendung zugelassen. Remimazolam ist in den USA, Europa und China für die verfahrenstechnische Sedierung und in Südkorea für die Allgemeinanästhesie zugelassen und wird in Zukunft wahrscheinlich in größerem Umfang eingesetzt werden. Remimazolam hat die gleichen Vorteile wie Midazolam, wie z. B. eine geringere kreislaufhemmende Wirkung, weniger Reaktionen an der Injektionsstelle zum Zeitpunkt der Verabreichung und wird durch Flumazenil antagonisiert. Remimazolam wirkt auf GABAA-Rezeptoren, aber die Mechanismen, die seinen Nebenwirkungen zugrunde liegen, sind unklar [1, 2]. Im Allgemeinen wird die durch Anästhetika verursachte Erhöhung des intrazellulären Kalziums mit der Entwicklung einer Vielzahl von Nebenwirkungen in Verbindung gebracht [3-5]. Wir haben gezeigt, dass Propofol direkt auf intrazelluläre Organellen, wie das endoplasmatische Retikulum (ER), einwirkt, um das intrazelluläre Kalzium zu erhöhen [6]. Dieses Phänomen könnte an der Entwicklung einer übermäßigen Hypotonie und Propofol-induzierter Gefäßschmerzen beteiligt sein. Die Propofol-induzierte Kalziumerhöhung kann eine Vasodilatation induzieren, indem sie den intrazellulären Signalweg aktiviert und die Phosphorylierung der NO-Synthase fördert, was zur Synthese von NO führt. Dies kann zu Hypotonie und Gefäßschmerzen beitragen [6]. In unserer kürzlich durchgeführten Studie haben wir außerdem festgestellt, dass hohe Konzentrationen von Remimazolam das intrazelluläre Kalzium erhöhen [7]. Ziel dieser Studie war es, den Mechanismus der Remimazolam-induzierten intrazellulären Kalziumerhöhung zu klären.
5. Schlussfolgerung
Unsere vorliegenden Daten deuten darauf hin, dass hohe Konzentrationen von Remimazolam eine dosisabhängige Erhöhung des intrazellulären Kalziums in SHSY-5Y-Zellen und HUVECs induzierten. Wir fanden auch heraus, dass Remimazolam auf die GPCR-IP wirkte.3 Weg zur Erhöhung des intrazellulären Kalziumspiegels. Da erwartet wird, dass die klinischen Anwendungen von Remimazolam in Zukunft weltweit expandieren werden, ist die Aufklärung seines Wirkmechanismus sehr wichtig, um seine Vor- und Nachteile zu verstehen.
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